2021年世界军用无人机发展综述

2021-03-03 07:49李乾邹毅麻广林柳兆伟
无人机 2021年12期
关键词:协同作战蜂群无人

李乾,邹毅,麻广林,柳兆伟

1.复杂航空系统仿真重点实验室

2.中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所

2021年,军用无人机发展呈现智能化、协同化、实战化三大典型特征。在军事需求牵引、创新作战概念推进及智能技术驱动下,无人机自主性得到提升,任务域持续拓展;分布式作战、有人-无人协同作战等概念创新发展,作战运用模式推陈出新;无人机逐步融入作战体系,实战对抗效能稳步提升。

2021年,世界各军事强国无人系统研制与应用呈现强劲发展势头,无人机军备竞赛已悄然展开。

无人机智能化作战呼之欲出

人工智能技术的发展不断增强无人机自主作战能力,精简无人机起降、航线规划、任务操作等流程,减少作战人员介入,提升无人机在复杂战场环境下的作战效能,使无人机系统充分发挥作战优势。面对未来大规模异构无人机协同作战,智能化自主无人机系统有望变革战场指挥控制和任务分配模式,保证无人机系统在“去中心化”战场组织形态、扁平化指控体系中互联互通互操作,深度融入作战体系。

智能技术引导无人机自动起降,提升无人机作战部署机动性

目前,大多数无人机的起降过程须要大量专业地面人员和设备引导才能完成。无人机不能在陌生机场实施起降,限制了无人机的机动性和作战半径。

2021年7月,美国通用原子航空系统公司MQ-9“死神”无人机完成自动起降测试试验。在没有预先确定的机场参考点,且缺少专业地面发射与回收人员操作和基础设施引导的情况下,MQ-9利用机载定位吊舱和图像传感器实施空中拍摄,自动生成起降参考点,顺利完成自动起降过程。

2021年10月,MQ-9无人机在“敏捷作战运用”(ACE)演习中,再次验证了有限地面基础设施保障条件下的自动起降能力。无人机拥有自动起降能力,能使作战部队摆脱复杂庞大保障设备带来的作战束缚。部队使用即将升级的便携式无人机地面控制站,将彻底改变MQ-9无人机在全球范围内的部署方式,大幅提升实战环境下的战斗力。

智能技术提升无人机作战能力,增强体系作战效能

在未来规模化、分布式体系作战中,智能无人机将承担大量繁琐、枯燥的任务,使作战人员从高强度工作中解脱出来,更多关注战略和战术层面的总体指挥,对无人机实施“指令式”控制。在协同作战中,人和机器能充分发挥决策与感知能力优势,应对快速变换的战场态势和复杂环境,提高体系作战效率和效能。

(1)智能技术优化无人机任务规划能力

图1 美国通用原子航空系统公司MQ-9“死神”无人机完成自动起降测试试验。

2021年11月,为提升RQ-4B“全球鹰”无人机的生存能力,避免再次发生被伊朗地空导弹击落的事件,确保RQ-4B安全地执行全球侦察监视和威慑任务,美国空军与诺格公司签署RQ-4B无人机能力升级合同,为RQ-4B无人机配备“动态任务操作”(DYNAMO)软件,计划2023年完成升级。该软件能大幅优化RQ-4B无人机的动态任务规划能力,使无人机快速改变飞行航线,应对极端天气和敌方威胁,甚至躲避敌方突然发射的地空导弹。

(2)智能技术辅助无人机自动搜索跟踪空中目标

2021年7月,MQ-20“复仇者”无人机挂载“军团”吊舱开展目标自动跟踪试验,自主实现了机载传感器侦察信息直接引导机载武器实施攻击。在试验中,“军团”吊舱的红外搜索与跟踪模块探测到多架在空飞机目标,MQ-20无人机机载自主控制系统快速对目标信息进行处理和威胁等级排序,并引导无人机实施模拟自主攻击。此次试验还验证了“军团”吊舱模块化软件的快速集成能力,表明MQ-20无人机的开放式系统架构具备软件快速迁移、升级等强拓展性能力优势。

(3)智能技术提升无人机自动感知与规避能力

大量无人机的使用使空域更加拥挤,无人机愈发影响飞行安全。智能技术可辅助无人机在航路中感知规避其他飞机或障碍物。在飞行过程中,无人机具备全自主感知、决策、航线规划等操作能力,才能使大规模无人机系统融入任务空域作战。

2021年5月,诺格公司与美国海军签订合同,计划为MQ-4C“海神”无人机集成和升级感知与规避系统,使MQ-4C具备自动避障能力,实现MQ-4C无人机与有人机在同空域的飞行,增大无人机使用空域的自由度。

智能控制系统促进无人机战斗力快速生成,融入作战体系

通用化、可移植、可升级无人机智能控制系统,能够实现异构无人机的自主控制,甚至可以打通各异构平台的互联互通互操作通道。

图2 美国空军与诺格公司为RQ-4B“全球鹰”无人机配备了“动态任务操作”软件。

图3 MQ-20无人机搭载“军团”吊舱开展目标自动跟踪试验。

图4 MQ-4C“海神”无人机感知与规避系统正在升级。

大量低成本平台的使用可快速生成无人机集群战斗力,产生巨大的聚集效益。通用控制系统产生的规模效益也能降低无人机智能化训练成本和不同平台重复研发成本,有利于发挥无人机低成本、可消耗的优势。

(1)通用智能化自主控制系统为无人机赋能

为支撑美军“下一代空中优势”(NGAD)概念,美国空军研究实验室(AFRL)提出了“天空堡”(Skyborg)项目,旨在开发通用化人工智能控制系统并移植到低成本无人机平台,提升未来无人战斗机的智能化指控与复杂任务执行能力。该项目关键研究内容为“自主核心系统”(ACS)。

为验证“自主核心系统”的基础能力,2021年4月,UTAP-22“灰鲭鲨”无人机搭载“自主核心系统”在美国空军基地起飞,在地面控制站指挥下实现“指令式”飞行,并响应“区域电子围栏”指令,在指定区域巡逻飞行,展示了良好的机动协调能力。整个测试过程持续约2h10min,无人机集成“自主核心系统”的飞行试验取得初步成果。

为验证不同无人机平台集成“自主核心系统”后是否具有自主飞行、导航和通信能力,2021年6月,美国空军在“橙旗”(Orange Flag)演习期间开展了一系列测试,MQ-20无人机搭载“自主核心系统”成功完成所有飞行测试科目,验证了“自主核心系统”可快速移植到不同无人机平台的特性。

为验证“自主核心系统”是否具有多机编队飞行控制能力,2021年10月,2架搭载“自主核心系统”的MQ-20在“2021-3橙旗”演习期间,成功进行了数小时的自主编队飞行试验。试验中,2架MQ-20实现了互联互通,并能够自主协同控制飞行编队队形,为后续异构无人机集群利用“自主核心系统”进行协同作战奠定了良好基础。

未来,技术成熟后,“天空堡”项目还将探索有人机与多架搭载“自主核心系统”的无人机协同作战概念,构建有人机与侦察、打击、电子战等异构无人机协同作战体系。

(2)智能算法强化无人机制空作战能力

美国国防预研局(DARPA)于2019年5月启动“空战演变”项目,以支撑“马赛克战”体系构建。该项目旨在从单机角度出发,分模拟仿真、缩比尺寸模型试验、全尺寸验证机试验三个阶段渐进推进试验,运用人工智能等技术开发并验证空中自主格斗控制算法,为空战研发可升级、基于人工智能技术的自主无人机系统,并逐步解决有人-无人协同作战中长期困扰的管理和信任问题。

图5 UTAP-22无人机搭载“自主核心系统”在美国空军基地发射升空。

图6 MQ-20无人机搭载“自主核心系统”完成飞行试验。

图7 2架MQ-20搭载“自主核心系统”组成编队,开展协同飞行试验。

2020年,由“空战演变”项目开发的人工智能算法在美国国防预研局“阿尔法格斗”试验中完胜经验丰富的F-16飞行员,引起巨大轰动。2021年,“空战演变”项目进行了多次模拟交战,并由人类飞行员进行实时观察和评估,以判断和改进该项目的空战算法,并在观察过程中建立对算法决策能力的信任。在第二阶段,“空战演变”项目拓展人工智能技术驱动下的空中作战场景试验,“空战演变”项目的算法向缩比尺寸无人机移植,以观察人工智能算法如何应用于实际空战场景。下一步,“空战演变”项目的智能空战算法将整合到L-39“信天翁”喷气式教练机中,进行第三阶段全尺寸无人机验证机的飞行试验。

无人机协同作战加速演进

相比于单机作战,异构平台协同作战可充分发挥分布式作战的优势,将在未来很长一段时间内成为主宰空中作战的样式,相关协同作战概念和装备正在不断推陈出新。有人机与无人僚机协同、蜂群等作战样式加速发展,在项目验证、概念深化过程中逐步走向实战化运用。同时,无人机在协同运用中不断丰富作战任务类型,发挥有人-无人协同作战优势。

作战型无人僚机蓬勃发展,多型无人僚机开展设计制造、验证试飞

将高价值飞机平台的功能分解到各型无人僚机,采用无人僚机前出、有人机后置的部署阵型,通过协同侦察、多机制导等新型作战方式,拓展有人机侦察、打击能力;利用无人僚机的高效费比、规模化优势执行作战任务,实现高抗毁分布式体系作战,从而大幅提升体系作战效能。

(1)XQ-58A无人僚机持续开展验证试验

美军XQ-58A“女武神”无人机由克拉托斯(Kratos)公司和美国空军研究实验室联合开发,是一种低成本、可消耗、远程高亚声速隐身无人战斗机,具备多样化任务能力。目前,XQ-58A已完成平台性能、气动特性、发射回收、有人-无人编队飞行等多项验证试验。2021年3月,XQ-58A完成第6次试飞。在试验中,XQ-58A从内埋弹舱中伸出发射管,成功发射一架ALTIUS 600无人机,验证了XQ-58A无人僚机在空中发射无人子机的能力。未来,XQ-58A无人僚机可与无人子机机群协同作战,执行多样化任务,使XQ-58A更具实战价值。与此同时,XQ-58A已完成包线扩展飞行试验。

2021年11月,克拉托斯公司表示,首批生产型XQ-58A无人僚机将于近期交付美国空军。作为“天空堡”项目低成本无人机的备选机型之一,XQ-58A目前正在进行“自主核心系统”与任务载荷集成的验证试飞。克拉托斯公司已启动第2批次生产规划,预计2022年开工制造XQ-58A。

(2)“空中力量编队系统”无人僚机完成基础性能验证

“空中力量编队系统”(ATS)无人僚机由波音公司设计,除传统隐身设计外,主要追求自主性、性能与低成本之间的平衡设计和模块化多用途任务载荷切换能力。2021年2月,“空中力量编队系统”无人机首飞,验证了基础飞行、导航和控制等性能。2021年11月,2架ATS无人机开展飞行试验,首次验证了起落架收放功能,并完成包线扩展飞行试验。在完成关键系统特性测试的同时,波音公司收集无人机的性能数据,用于支持数字孪生工作,通过对无人机系统全生命周期进行建模,加速系统开发进程。

(3)S-70无人僚机首架原型机出厂

2021年12月,俄罗斯S-70“猎人”重型隐身攻击型无人机首架原型机下线。与2019年8月首飞的验证机相比,该架原型机配备了新型地面控制站,外形设计显示,发动机采用了新型扁平进气道,隐藏了位于机身外部的各种凸起设备,大幅改善了隐身性能。俄军推出原型机,标志S-70即将由技术验证转入全面地面测试阶段,为后续飞行测试做准备。未来,S-70有望与“苏”-57双座战斗机组成编队,执行有人-无人协同作战任务。

图8 XQ-58A在第6次试飞中发射了一架ALTIUS 600无人机。

图9 波音公司“空中力量编队系统”无人僚机。

(4)“蚊子”无人僚机原型机启动设计制造

2019年,英国空军首次披露“蚊子”(Mosquito)无人机计划。作为“新型轻量化经济性无人战斗机”项目的一部分,该计划旨在研究新型技术和作战概念,并降低无人机成本。2021年1月,美国势必锐(Spirit)航空系统公司获得英国国防部“蚊子”无人僚机项目第二阶段合同,牵头开展“蚊子”原型机设计制造,“蚊子”原型机计划2023年底开展飞行试验。

蜂群技术逐步走向成熟,驱动质变释能

蜂群作为创新性协同作战样式,其实战化运用表明,蜂群技术逐步走向成熟。规模化功能异构无人机采用协同控制和自组网技术,与其他作战单元协同执行任务,支撑体系作战。而在对敌形成数量压制的作战优势中,无人机发射与回收技术是短时间内形成蜂群在空集结作战能力的关键技术之一。

(1)智能化蜂群初步验证了实战价值

2021年5月,以色列军方对哈马斯组织发动空袭和导弹打击,使用人工智能技术辅助引导蜂群无人机进行作战。蜂群无人机之间实现了互联互通,主要承担目标侦察、定位、火力打击引导等任务,同时在作战过程中能动态调整任务。该战例彰显了智能化蜂群的作战效能和实战价值,标志智能化蜂群实战化应用已经开启。

(2)蜂群与其他单元协同执行任务,支撑体系作战

“进攻性蜂群赋能战术”(OFFSET)项目已完成最终验证试验。该项目由美国国防部预研局于2017年提出,旨在研究蜂群无人机的自主性和协同控制能力,演练蜂群战术战法,实现蜂群群体控制来提高战斗力,以辅助地面部队在复杂实战环境中执行任务。在测试科目复杂度不断提高的情况中,2021年12月,美国国防预研局的团队仍然完成了作战试验,诺格公司和雷神公司组织蜂群无人机和无人地面车等300多个无人系统开展协同作战,同时展示了虚拟蜂群与实物无人系统相结合的作战验证。该项目计划在2022年参加“陆地远征战士试验”(AEWE),以进一步验证系统的作战能力。

俄罗斯军工企业正在研发“闪电”蜂群无人机系统。该蜂群系统是俄军为应对高端战争而研发的新型武器,能够与“格罗姆”无人机进行协同作战,执行摧毁敌防空系统、饱和敌信息通道、火力压制等复杂任务。

2021年1月,印度陆军展示了一种攻击型蜂群无人机。该蜂群由75架旋翼无人机组成,利用人工智能技术自动识别目标,并对选定目标发起自杀式攻击。该蜂群项目源自“空战编队系统”(CATS)项目,研发周期为4年,目标是研究协同控制技术,使数量超过1000架的旋翼无人机实现编队飞行。

(3)美军推动蜂群无人机空中发射与回收技术验证试验

近年来,“小精灵”项目已完成多次飞行试验。但是,前期多次空中对接回收试验均以失败而告终。2021年1月,美国再次进行了空中发射和回收对接试验。虽然“小精灵”无人机能够在载机附近机动调整,并尝试与对接装置进行接触,但还是未能被载机回收。在“小精灵”历经9个月的优化改进后,2021年10月29日,C-130载机终于成功捕获并回收一架“小精灵”无人机。项目空中发射回收的成功,验证了载机部署无人机群作战方式的可行性。现役大型运输机等载机前出至敌防区外,投送大量“小精灵”蜂群无人机,能极大拓展“小精灵”的作战半径和机动性,提高作战效能,保证载机安全。

俄罗斯研制的“闪电”无人机蜂群系统计划由载机平台迅速发射,从而在未来战场上形成具有自组网、自主协同控制能力的无人机蜂群,以规模化优势和机动性执行作战任务。

有人-无人协同作战新模式不断拓展任务领域

无人机系统的不断发展正在推动新装备体系构建,创新体系作战样式,在反潜、加油保障等任务中拓展有人-无人协同作战的作用。

(1)有人-无人协同反潜作战日趋成熟

图10 S-70“猎人”无人机的发动机采用了新型扁平进气道。

2021年1月,通用原子公司宣布,MQ-9B“海上卫士”无人机使用声呐浮标探潜的首次全流程试验获得成功。因无人机在海上巡逻不须要考虑人员的生理极限,可以长时间连续跟踪目标,覆盖广阔海域。MQ-9B已初步具备与P-8A、P-3C有人机协同执行反潜任务的关键能力,将为美国海军实施分布式反潜战提供有力支撑。

在2021珠海航展期间,“翼龙”-2无人机模型首次展示其反潜能力,可挂载声呐浮标吊舱和反潜武器,协同有人机在辽阔海域长时间执行反潜任务。

(2)有人-无人协同运行,构建跨域指挥通信系统

2021年3月,美国海军公布了一项计划,拟购买120架水下潜艇搭载的“黑翼” 10C(Blackwing 10C)潜射型折叠翼无人机。该型无人机采用容器罐装载,上潜至水面后发射升空,可为水下、水面和空中作战力量提供通信中继,从而拓展体系态势感知能力,构建跨域联合指挥通信系统。2021年9月,美国海军成功测试“黑翼”10C潜射无人机/无人潜航器联合侦察监视能力,构建了空海一体化情报侦察信息网络。

(3)有人-无人协同空中加油走向实战运用

为对抗主要竞争对手的“反介入/区域拒止”战略,提升航母舰载机联队的作战半径和出动能力,减小航母本身的安全风险,美军提出了无人空中加油作战需求。自MQ-25舰载无人加油机立项以来,在前期科研技术储备支撑下,美军快速推动作战概念研究进入试验和应用阶段。

MQ-25“黄貂鱼”无人加油机成功为多型军机实施加油。2021年6月、8月和9月,MQ-25无人加油机先后成功对F/A-18F、E-2D、F-35C有人机进行空中加油,完成了有人-无人飞行编队评估、尾流测量、锥管跟踪及对接后受油测试等多项测试科目。在首次成功完成无人机对有人机的空中加油试验后,美军短期内接连对不同机型进行测试并取得成功,表明美军无人机空中加油技术具有成熟度和稳定性。2021年11月,美国海军对MQ-25无人机在航空母舰上的机动能力进行地面测试后,迅速在12月将MQ-25搬运到航母甲板上,进行上舰资格认证试验。这些行动将加速推动MQ-25成为美军首型实战部署的舰载无人加油机,为未来无人系统纳入空中作战编队和航空母舰作战体系奠定基础。

图11 俄罗斯“闪电”无人机蜂群系统可由载机迅速发射。

图12 MQ-9B已初步具备与P-8A、P-3C有人机协同执行反潜任务。

图13 MQ-25无人加油机为F-35C战斗机实施空中加油。

E-2D与MQ-25组成编队飞行,验证有人-无人协同作战能力。2021年3月,美国海军与诺格公司签订合同,以期改进E-2D预警机的机载任务计算机和显示软件,为E-2D预警机增加“空中指挥控制站”功能,从而实现航母编队对舰载无人机的指挥控制。2021年8月,E-2D预警机与MQ-25无人加油机模拟器利用数据链,建立了数据通信,在模拟环境中,E-2D能够对MQ-25的飞行和任务过程进行全程监控,并可操控MQ-25改变飞行路径和加油量,验证了有人预警机/无人加油机编队的协同作战能力。

(4)“远射”系统创新有人-无人协同作战样式

美军“远射”项目的创新性是,形成了“有人机+无人机+空空导弹”有人-无人协同作战新样式。该项目旨在开发一种可携带导弹的空射型无人机,具有中继运输能力的无人机携带空空导弹突入敌防区,执行作战任务,既能扩大导弹射程和留空时间,提升空战作战效能,又能够保证有人机的安全。

2021年2月,美国国防预研局与通用原子公司、洛马公司和诺格公司分别签订“远射”项目第一阶段开发合同,组织开展型号初步设计,并发布“远射”无人机作战概念图,展示了一种采用背负式进气道设计的隐身折叠机翼无人机。

无人机实战能力持续提升

面向未来高端战争,为追求野战化作战能力和拒止环境下的作战效能,无人机正由低对抗环境下的反恐等作战任务向强对抗战争条件下的作战应用发展。同时,为应对无人机威胁,“以无人机反无人机”的作战方式应运而生。

瞄准强对抗战场,提升无人机系统任务能力

面向未来复杂战场环境,追求体系作战效能,新型军用无人机系统研制须满足作战需求。在现有无人机系统基础上,升级现有能力,拓展任务类型,强调实战对抗,减少对人的依赖,无人机在战争中的作用愈发重要。

(1)新型军用无人机持续发展

2021年10月,印度航空发展局(ADA)首次公开一架采用飞翼布局设计的“敏捷”(SWiFT)隐身无人机验证机地面滑行测试的照片。此次测试任务主要验证平台操稳特性、飞控系统性能、自主起降技术和隐身技术,为后续正式研发隐身无人轰炸机做技术储备。

2021年9月,美国空军与蓝军(Blue Forece)技术公司签订合同,希望开发一种隐身、高机动性无人机,承担仿敌机任务,并尽量降低研发、制造和使用成本,以供美国新一代战斗机进行对抗训练,该型无人机预计2023年7月完成首飞。

美国不断将太阳能无人机融入作战试验,检验太阳能无人机的作战效能,加快推进太阳能无人机的实战部署进度。

图14 “远射”无人机作战概念图。

图15 “敏捷”隐身无人机验证机进行地面滑行测试。

2021年9月,空客公司“西风”(Zephyr)平流层太阳能无人机完成迄今为止、历时最久的试飞任务。该型无人机能够持续飞行数十天,长时间在空执行侦察监视、通信中继等任务。之后,美国陆军在“2021项目融合”(Project Convergence 2021)演习中,验证了“西风”无人机执行常态化超视距侦察监视任务的潜力,这种潜在能力可以帮助美军实现远程精确打击。

2021年7月,K1000ULE小型低空低速太阳能无人机完成26h不间断动力飞行试验。该型无人机可在动力飞行模式和无动力滑翔模式之间切换,具有高机动性和续航时间长的双重优势。在“2021项目融合”演习中,该型无人机从越野车上发射起飞,携带任务载荷不间断飞行30h,并利用无线网格网络技术为不同通信网络提供通信中继服务。

(2)现役无人机技术改进和升级应对实战环境

无人机系统逐渐重视开放式系统架构和标准化软硬件接口设计,方便无人机多任务载荷切换和任务执行能力升级。

2021年4月,美国空军宣布,将对MQ-9无人机的抗干扰系统、光电/红外传感器等设备进行升级,使MQ-9能够在复杂实战对抗中执行侦察、监视和打击作战任务,满足高端对抗作战需求。

2021年7月,MQ-4C无人机搭载“多源情报”(Multi-INT)系统完成首飞,其有源相控阵雷达、光电/红外传感器等多平台情报数据信息实现了融合,大大提高了美国海军海上态势感知能力。

2021年4月,RQ-21A无人机搭载“广域运动影像”(WAMI)传感器完成试飞,对12km2范围内的重要移动目标进行监视跟踪,掌握区域动态。

(3)持续拓展无人机运输保障任务能力

运输保障型无人机发展迅速,其应用与民用用途贴合较近。作为前线作战部队的后勤保障新质力量,货运无人机可以降低作战成本,节约人力资源,不间断重复执行任务。

图16 “西风”太阳能无人机。

图17 RQ-21A无人机机载“广域运动影像”传感器。

2021年10月,美国海军演示了TRV-150和“蓝水”两型货运无人机的后勤保障能力。在演示中,无人机飞行至预定区域,空投物质后顺利返航。未来,货运无人机计划利用人工智能和机器学习技术,完成海上自主战术补给任务。

2021年11月,美国空军研究实验室订购了新型集装箱式货运无人滑翔机“沉默箭”(Silent Arrow)。该机机翼在展开前,外形类似于集装箱。2人打开箱体后组装机翼、整流罩、垂直尾翼等部件,即可完成发射前准备。固定翼飞机、旋翼机吊挂或内载该型无人机并在空中投放。无人机在飞行中保持静默模式,直至滑行到预定目标区域。虽然“沉默箭”为一次性无人机,但控制组件可重复利用,能够大幅降低运输成本。

瞄准野战化运用,降低对设备设施的依赖、减轻作战人员负担

在有限的地面保障条件下,军方充分发挥无人机的作战效能,保证无人机在前出部署作战中敏捷出动,在实战对抗中提升战斗力。

(1)无人机起降保障设备和设施减少

无人机实战化起降能力关系到无人机作战应用的机动性。空射、车载式发射、潜射等方式创新了无人机发射方式。例如,ALTIUS无人机实现了车载管道发射,以及由有人机、无人机、直升机等平台在空中发射。无人机利用自动起降技术,可摆脱对地面人员、跑道和保障设备的依赖,保证无人机出动敏捷性。

图18 “沉默箭”货运无人滑翔机。

2021年夏季,美国通用原子公司一种新型察打一体无人机进行首飞。同年12月,该型无人机被命名为“莫哈韦”(Mojave)。“莫哈韦”采用了大展弦比机翼,结合前缘缝翼、双缝襟翼设计,以提高升力系数。其最大亮点是短距起降能力,可以从简易机场和前线基地起飞,从而摆脱对大型主力机场的依赖,或者在航母上的起降不依托弹射器和拦阻装置。“莫哈韦”无人机还可集成MQ-9最新、已经过验证的自动起降技术成果,能在战场前沿或者偏远地区的陌生区域起降,提升战场使用灵活性和快速出动能力。同时,该机进一步扩大作战半径并增加载弹量,更好支持全球远征部署和分布式作战。“莫哈韦”无人机的载弹量为MQ-1C“灰鹰”无人机的2倍,可携带16枚空地导弹,提升了火力打击效果。除常规机载光电/红外、合成孔径雷达等传感器外,“莫哈韦”还能集成自卫吊舱,以提升战场生存能力。

2021年8月,美国陆军正式批准“未来战术无人机系统”项目需求,旨在寻求可快速部署的垂直起降无人机,以替换现役RQ-7B“影子”无人机。该项目采用“先飞后买”的采办理念,既能满足部队使用需求,又能缩短型号从研制到列装部队所需的时间。其中,具有代表性的机型是V-“蝙蝠”(V-bat)垂直起降无人机,该机能够自主垂直起降,减少作战人员的操作负担,在部署时无须跑道,增加了作战使用灵活性,同时降低了起降跑道、设备等运行保障成本。V-“蝙蝠”于2021年9月成功完成飞行测试。

(2)无人机使用便携式地面控制设备

2021年5月,美国陆军在一次试验中利用便携式平板电脑,控制增程型MQ-1C“灰鹰”无人机执行近距空中支援任务,查看无人机信息,接收光电/红外传感器影像,规划无人机飞行航线,呼叫火力打击。

通用原子公司为“莫哈韦”无人机开发了便捷式地面控制设备,少量作战人员仅使用加固型平板电脑和遥控手柄,就能指挥控制“莫哈韦”作战,摆脱地面控制方舱的限制,极大提高了无人机作战运用的灵活性。

图19 “莫哈韦”察打一体无人机。

适应实战环境,实现通信、导航高弹性保障

当前,无人机指控系统运行依赖于通信和导航设备。在实战拒止环境下,无人机难以继续执行作战任务。相关单位须要开展拒止环境下的高弹性、高抗毁通信和导航保障研究,保障无人机适应实战环境。

(1)无人机高清视频传输手段

图20 “苍鹰”无人机拦截敌方无人机。

图21 “柳叶刀”巡飞弹。

2021年12月, SKYTRAC系 统 公司与安苏尔(AnsuR)技术公司合作,为无人机平台提供高清视频流传输手段。该手段利用SKYTRAC公司新一代铱星(Iridium)Certus卫星通信终端,并集成安苏尔公司ASMIRA软件,对收集的视频数据进行优化和压缩,然后通过铱星网络传输高清视频流,保证高质量视频传输的同时,大幅降低了通信带宽消耗。

(2)无人机导航拒止环境下作战

2021年12月,无限穹顶(infiniDome)公司、霍尼韦尔公司和轻松天空(Easy Air)公司在以色列测试了一种无人机导航定制方案,该方案能保障无人机在导航拒止环境下完成超视距飞行和作战任务。在测试中,两台不同类型和不同带宽的军用定向干扰设备对轻松航空(Easy Aerial)公司六旋翼无人机的导航系统实施干扰,测试结果显示,导航定制方案可为处于导航拒止环境中的无人机提供连续、准确的导航引导数据。

应对无人机威胁,“以无人机反无人机”方兴未艾

无人机是一种新质作战力量,其带来的威胁推动了反无人机作战的发展,以无人机对抗无人机的方式在探索中不断发展。

(1)机载火控雷达系统为无人机空空作战提供支持

2021年9月,雷神公司正式公布无人机机载火控雷达系统。该系统可提供火控级别目标定位数据,支撑制空型无人机作战,或者为其他火力单元提供制导信息,能有效提升体系作战效能。

(2)无人机携带高功率微波武器进行反无人机作战

2021年1月,美国国防部公布了《反小型无人机战略》。该战略多次提到“分层防御”,要求美国同时利用陆、海、空、网、电等多维力量,应对小型无人机带来的威胁,特别是大量小型无人机集群带来的防御难题。为此,美国在ALTIUS 600无人机上安装带有导引头的“莫菲斯”(MORFIUS)高功率微波武器,研发并验证“莫菲斯”反小型无人机作战能力,旨在“分层防御”中预先应对敌方无人机,并尽可能对敌方无人机进行攻击,而剩余威胁将由其他系统实施拦截。

(3)无人机自主拦截敌方无人机

2021年8月,以色列开展“苍鹰”(Goshawk)无人机自主拦截入侵无人机试验。在试验中,当敌方无人机入侵受“苍鹰”无人机保护的禁飞区时,“苍鹰”无人机自动从智能发射平台起飞,执行拦截任务,并使用特制网捕获敌方无人机,然后将捕获的无人机运送至预定区域,整个捕获过程不会造成附带损害。

(4)无人机“空中布雷”系统反无人机

2021年4月,俄罗斯扎拉航宇(ZALA Aero)公司称,该公司成功研制一种巡飞弹,可组成“空中布雷”系统打击敌方无人机。该“空中布雷”系统使用了“柳叶刀”巡飞弹,“柳叶刀”可以在空中长时间停留,从而达到“布雷”效果。目前,“空中布雷”系统仍处于试验阶段,并对气球进行摧毁验证试验。

未来,世界各国对无人机领域的投入将持续增加。在军事需求牵引、作战概念创新、新技术突破和应用带动下,无人机必将加速发展,向主战装备转化,引领新军事变革,成为空战的关键力量。

猜你喜欢
协同作战蜂群无人
基于改进TOPSIS有人/无人机协同作战效能评估
HUMS在无人直升机上的应用与展望
反击无人机
诗到无人爱处工
媒体融合背景下体育报道的制胜之道
协同作战下数据链联合应用与发展
无人岛上的试验
蜂群春管效果佳
蛰伏为王
蛰伏为王